電磁兼容建模與仿真測試場地

電磁兼容建模與仿真測試場地第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月輻射測量中影響測量結(jié)果的

主要是場地與天線

臺(tái)灣省10個(gè)實(shí)驗(yàn)室(11個(gè)場地)按CISPR22(即GB9254)輻射發(fā)射測量的比對結(jié)果

第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月簡要介紹在電磁兼容測量領(lǐng)域中各種主要的場地與天線的參數(shù)其目的不在于設(shè)計(jì)場地或天線重點(diǎn)是正確與合理地使用這些設(shè)施或正確地理解通過這些設(shè)備的測量結(jié)果

第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)測試場地

“場地”是個(gè)廣泛的概念凡是在其中可以進(jìn)行輻射發(fā)射與輻射抗擾度測試的設(shè)施均可稱為電磁兼容的測試場地

第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)測試場地

1.開闊試驗(yàn)場2.電磁屏蔽室3.半電波暗室4.全電波暗室第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.開闊試驗(yàn)場空曠、水平的地勢，應(yīng)避開建筑物、電力線、樹木、圍欄等，并應(yīng)遠(yuǎn)離地下電纜、管道等。第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）開闊場的無障礙區(qū)

●應(yīng)遠(yuǎn)離具有較大的電磁波的散射體，●該區(qū)域應(yīng)足夠大，使得無障礙區(qū)以外的散射不會(huì)對場地的測量正確結(jié)果產(chǎn)生影響。

第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)場地的電磁環(huán)境要求

在國標(biāo)GB6113.1中建議環(huán)境電平應(yīng)低于測量結(jié)果20dB，這樣環(huán)境就不會(huì)影響測量結(jié)果。若實(shí)際做不到這一點(diǎn)，中國實(shí)驗(yàn)室國家認(rèn)可委員會(huì)文件CNAL/AC12中規(guī)定了以下四級(jí)：第一級(jí)：周圍環(huán)境電平比相應(yīng)限值低6dB；第二級(jí)：周圍環(huán)境電平中有些發(fā)射比相應(yīng)限值低，但其差值小于6dB；第三級(jí)：周圍環(huán)境電平中有些發(fā)射在相應(yīng)限值之上，這些干擾可能是非周期的(即相對于測試來說這些發(fā)射之間的間隔足夠長)，也可能是連續(xù)的，但只在有限的可識(shí)別頻率上；第四級(jí)：周圍的環(huán)境電平在大部分測試頻率范圍內(nèi)都在相應(yīng)限值之上，且連續(xù)出現(xiàn)。其中，第四級(jí)場地不符合要求。第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)場地有效性測量

第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月水平和垂直測得的NSA與理論值相差

不大于±4dB，該場地符合要求。

發(fā)、收天線間的電波傳輸接收信號(hào)強(qiáng)度隨天線高度變化的測量值

●當(dāng)接收天線上下掃描時(shí)，在某個(gè)位置上，接收到的直射波與反射波相位正好相同，幅值相加。此值就是測量的理論值。

NSA：NormalizedSiteAttenuation歸一化的場地衰減第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.電磁屏蔽室常用的屏蔽材料有鋼板、鍍鋅鋼板、銅網(wǎng)以及銅板或銅箔。當(dāng)前以鋼板或鍍鋅鋼板為主。以安裝形式分，主要有焊接式與拼裝式?！窈附邮竭m合于使用國內(nèi)材料、國內(nèi)加工，大型屏蔽室(或暗室)。其結(jié)構(gòu)的屏蔽性能(即除門、通風(fēng)窗、濾波器之外)可以保持長期穩(wěn)定。●拼裝式適合于在國外加工成為標(biāo)準(zhǔn)件，運(yùn)抵國內(nèi)安裝。其優(yōu)點(diǎn)是比較靈活、可以搬遷。但對于其結(jié)構(gòu)的屏蔽性能應(yīng)在使用較長時(shí)間后予以關(guān)注、維護(hù)；對于其結(jié)構(gòu)的堅(jiān)牢程度不如焊接式。第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

拼裝式屏蔽室

焊接式屏蔽室

第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）屏蔽效能(ShieldingEffectiveness——SE)定義為：當(dāng)無屏蔽條件下從一發(fā)射源接收的信號(hào)強(qiáng)度對屏蔽室內(nèi)接收信號(hào)強(qiáng)度的比值；即當(dāng)屏蔽體位于發(fā)射天線與接收天線之間時(shí)的插入損耗。式中：H1

——無屏蔽體時(shí)測得的磁場強(qiáng)度，μA/m；

H2

——存在屏蔽體時(shí)測得的磁場強(qiáng)度，μA/m；

E1

——無屏蔽體時(shí)測得的電場強(qiáng)度，μV/m；

E2——存在屏蔽體時(shí)測得的電場強(qiáng)度，μV/m。第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月磁場屏蔽效能的測量

第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月屏蔽室屏蔽效能的推薦測試頻率及所用天線

低頻段：小環(huán)天線9～16kHz，140～160kHz，1400～1600kHz，諧振頻段：對數(shù)周期天線20～100MHz對稱振子天線100～300MHz高頻段：對稱振子天線0.3～0.6GHz0.6～1.0GHz喇叭天線1～2GHz，2～4GHz，4～8GHz，8～18GHz。第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月中國實(shí)驗(yàn)室國家認(rèn)可委員會(huì)(CNAL)在文件CNAL/AC12《實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可準(zhǔn)則在電磁兼容檢測實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用說明》中對屏蔽室的屏蔽效能提出的要求是：0.014～1.0MHz:>60dB;1～1000MHz;>90dB。

第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）屏蔽室的諧振

矩形的六面腔體，其諧振頻率式中：μ——腔體內(nèi)的磁導(dǎo)率，對于真空

ε——腔體內(nèi)的介電系數(shù)，對于真空

a——腔體的最長尺寸，m；

b——腔體的居中尺寸，m；

c——腔體的最短尺寸，m；

i,j,k=1,2,3…..但三者中同時(shí)只能有一個(gè)為0。

第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月最低諧振頻率為：例：12m×7m×6m的屏蔽室其最低諧振頻率為24.8MHz第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.半電波暗室

第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)吸波材料

泡沫角錐吸波材料泡沫角錐吸波材料:將碳等吸波材料滲入具有連通孔的泡沫中制成。為了改善其防火性能，也需要滲入阻燃材料改善吸波性能，角錐的長度最好能長過最大工作波長的1/4。ex：最低工作頻率f=30MHz,則λ=10m,則角錐的長度應(yīng)達(dá)到2.5m，頻率越高，則角錐越短，因此適合于高頻。第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月已拼合的鐵氧體板吸波材料

鐵氧體板的吸波材料：多制造成正方形，厚度一般6mm,面積為100mmX100mm，鐵氧體材料可工作的頻率一般在1GHz以下，1GHz以下的電波暗室貼敷鐵氧體材料會(huì)比泡沫角錐材料節(jié)省大量空間。第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合吸波材料

第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合型吸波材料：利用了角錐泡沫材料與鐵氧體板的優(yōu)點(diǎn)，將泡沫角錐貼在鐵氧體板上面制成的，對高頻范圍，靠角錐材料吸波，對較低頻率，則依靠鐵氧體，既減小了材料的高度，也保證了暗室的吸波特性。第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月全部掛鐵氧體板的電波暗室(例)

第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)歸一化場地衰減

半電波暗室的主要指標(biāo)仍為歸一化場地衰減。其測試原理與方法基本上與開闊場相同。主要的不同點(diǎn)在于，發(fā)射天線的位置應(yīng)放在轉(zhuǎn)臺(tái)的中心以及前后左右共五個(gè)位置，并且每種極化均需在兩個(gè)高度上進(jìn)行。即對于每個(gè)頻點(diǎn)應(yīng)測量20個(gè)數(shù)據(jù)。在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中提供的理論計(jì)算值，在30～1000MHz頻率范圍內(nèi)共27個(gè)頻點(diǎn)。則總測量數(shù)據(jù)為540個(gè)，每個(gè)數(shù)據(jù)均需將接收天線在高度上至少掃描一次。合格判定仍為±4dB準(zhǔn)則。第